Scalaで例外処理

kotohが2015/07/09 10:23:20に投稿

Scala 例外処理

try - catch - finally

Javaでおなじみのtry-catch-finallyを使う方法です。

try {
  func()
catch {
  case e: IOException => ...
  ...
finally {
  ... 
}

ただし、以下の点がjavaと異なります。

try, catchそれぞれのブロックは値を返す

finallyは値を返しません。

val n = try {
  "hoge".toInt
} catch {
  case e => 99
} finally {
  100
}
n: Int = 99 // 100ではない

非チェック例外

Scalaの例外は非チェック例外です。JavaのAPIを呼び出す時にthrowされる例外を全て捕捉しなくてもコンパイルエラーにはなりません。
@throwsアノテーションを用いると、throwsを付与したJavaバイトコードを生成することができます。

Option

Optionは値がない可能性を型で表現しています。
OptionはSome[T]とNoneという派生クラスを持ちます。

Scalaのマップでは、キーを指定してgetした場合、値があればSome(x), なければNoneが返ります。

scala> val map = Map("Japan" -> "Tokyo", "France" -> "Paris")
map: scala.collection.immutable.Map[String,String] = Map(Japan -> Tokyo, France -> Paris)
scala> map.get("France")
res1: Option[String] = Some(Paris)
scala> map.get("America")
res2: Option[String] = None

Optionの分解は次のように行います。

scala> map.get("key") match {
     | case Some(x) => x
     | case None => "none"
     | }
res7: String = none
scala> map.get("key").getOrElse("none")
res9: String = none

nullではなく、Optionを使いましょう。
でも、javaのAPIでnullを返す可能性がある場合はどうしたらよいでしょうか? javaのAPIはOptionを返してくれません。

Optionはabstractなクラスですが、コンパニトンオブジェクトを持っており、そのapplyは次のように実装されています。

  def apply[A](x: A): Option[A] = if (x == null) None else Some(x)
scala> Option(null)
res2: Option[Null] = None

となるので、Option(someJavaApi()) とすればjavaのAPIが返すnullをOptionで扱うことができます。

Either

ネットワーク、データベース、ファイルシステムなどの外部リソースにアクセスした結果を返す場合のように、エラーを含めた応答を返すときによく使われます。
EitherはRight[T, V]とLeft[T, V]という派生クラスを持ち、Rightには成功、Leftには失敗を入れます。

ファイルにアクセスする関数を定義します。

scala> def file(filename: String): Either[FileNotFoundException, FileInputStream] = {
     | 
     |   try {
     |     Right(new FileInputStream(filename))
     |   } catch {
     |     case e: FileNotFoundException => Left(e)
     |   }
     | }

次のような挙動をとります。

scala> file("exist.txt") // 存在するファイル
res1: Either[java.io.FileNotFoundException,java.io.FileInputStream] = Right(java.io.FileInputStream@2145433b)

scala> file("noexist.text") // 存在しないファイル
res2: Either[java.io.FileNotFoundException,java.io.FileInputStream] = Left(java.io.FileNotFoundException: no.text (No such file or directory))

RightかLeftはパターマッチで判定できます。

file(name) match {
  case Right(in) => // inを使ってファイル処理
  case Left(e) => println(e.toString) // エラー処理
}

Try

scala2.10.0以降で使える機能です。
TryはSuccess[T]とFailure[Throwable]という派生クラスを持ち、成功時にはSuccess、失敗時にはFailureが返ります。
Success, FailureはFutureを用いた非同期処理で利用されています。
Eitherと似ているように感じますが、Tryは処理が成功した場合はSuccess、例外が発生した場合はNonFatal(致命的ではない)な場合はFailureが返ります。

NonFatalも2.10.0で登場した機能です。
scala2.11.7ではscala.util.control.NonFatal.applyは次のように実装されています。

object NonFatal {
   def apply(t: Throwable): Boolean = t match {
     // VirtualMachineError includes OutOfMemoryError and other fatal errors
     case _: VirtualMachineError | _: ThreadDeath | _: InterruptedException | _: LinkageError | _: ControlThrowable => false
     case _ => true
   }
...

NonFatalではない、つまり致命的だと判断されるのは以下の例外です。

  • VirtualMachineError
  • ThreadDeath
  • InterruptedException
  • LinkageError
  • ControlThrowable

これらの例外が発生した場合は、Failureではなくそのまま例外がスローされます。
NonFatalな例外(Failure)は基本的にアプリケーションでエラー通知する、握り潰す、デフォルト値を設定するなどの対応をとるべき例外です。
NonFatalかどうかの判定は次のように行います。

try {
  // dangerous stuff
} catch {
  case NonFatal(e) => log.error(e, "Something not that bad.")
  // or
  case e if NonFatal(e) => log.error(e, "Something not that bad.")
}

Tryは内部で、NonFatalかどうかでキャッチするべき例外を区別しています。
例外処理を行う場合は、NonFatalによる判定に合わせておいた方がよさそうです。

Try, Success, Failureは次のように使います。

scala> import scala.util.{Try, Success, Failure}
import scala.util.{Try, Success, Failure}
scala> val result = Try(10/5)
result: scala.util.Try[Int] = Success(2)

scala> val result = Try(10/0)
result: scala.util.Try[Int] = Failure(java.lang.ArithmeticException: / by zero)
scala> Try(1/0) match {
     |   case Success(v) => println(v)
     |   case Failure(e) => println(e.toString)
     | }
scala> val sum = for {
     |   int1 <- Try(Integer.parseInt("1"))
     |   int2 <- Try(Integer.parseInt("2"))
     | } yield {
     |   int1 + int2
     | }
sum: scala.util.Try[Int] = Success(3)

scala> val sum = for {
     |   int1 <- Try(Integer.parseInt("1"))
     |   int2 <- Try(Integer.parseInt("foo"))
     | } yield {
     |   int1 + int2
     | }
sum: scala.util.Try[Int] = Failure(java.lang.NumberFormatException: For input string: "foo")

FailureからSuccessにリカバリすることもできます。

scala> val result = Try(10/0)
result: scala.util.Try[Int] = Failure(java.lang.ArithmeticException: / by zero)
scala> result.recover {
     |   case e: ArithmeticException => 0 // 0除算してしまった場合は0にする
     | }
res11: scala.util.Try[Int] = Success(0)

まとめ

  • try-catch-finally は基本
  • nullは使わずOptionで
  • エラーの詳細を伝えたい時はEither
  • 例外をラップする時はTry
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